一种多层桥梁结构的排架装置及交叉施工方法与流程

本发明涉及土木工程施工技术领域，尤其是涉及一种用于多层桥梁结构的排架装置及交叉施工技术。

背景技术：

随着社会的进步，交通网络也不断壮大。由于空间有限，设计的桥梁结构层数越来越多，高度也越来越高。而在多层桥梁结构的施工过程中，用于支撑桥梁结构的混凝土排架形式的选择以及布置位置尤为重要，它将直接影响到多层桥梁结构的施工安全、施工进度、施工成本、交通畅通等。

对于主线桥中间位置存在建筑结构(如车站、展览馆、剧院等)，且建筑结构上方需要设置异形箱梁将四个方向的来往车辆进行连通的多层桥梁结构，异形箱梁的施工受到主线桥以及主线桥中间建筑结构的影响，其排架形式的选择以及布置位置也需考虑受限因素。

现有排架形式有如下三种形式：满堂碗扣式排架、满堂盘口式排架、钢管柱结合贝雷梁。

其中的满堂碗扣式排架的基础处理范围大，导致排架搭设位置与主线桥中间位置存在的建筑结构冲突，影响主线桥中间建筑结构的施工进度。

由于中间建筑结构的存在，其中的满堂盘扣式排架无法与临近结构物进行连接，不满足满堂盘扣式排架规范要求，该满堂盘扣式排架的整体稳定性难以保证；而且排架搭设在主线桥上，会堵塞施工道路，不满足道路通畅要求。

对于钢管柱结合贝雷梁施工方法，为保证主线桥车辆通行的净空，贝雷梁不能采用加强贝雷梁，这样其挠度值会超过规范要求，不满足安全性要求。

可见，现有任何一种箱梁排架形式均无法满足上述多层桥梁结构情况的全部施工要求，容易导致无法按时、安全、顺利施工以及交通畅通的需求。

技术实现要素：

本发明的目的是针对排架形式不满足多层桥梁结构施工要求的问题，提供一种多层桥梁结构的排架装置及交叉施工方法，其能够保证工期、安全、道路畅通的施工要求。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明提供一种多层桥梁结构的排架装置，其包括：

交接墩满堂碗扣排架，贝雷梁中间支顶碗扣排架，门洞碗扣排架，钢管柱支撑，贝雷梁和梁底支架；

所述交接墩满堂碗扣排架位于异形箱梁四个交接墩柱位置；所述交接墩满堂碗扣排架与相邻的墩柱之间采用型材进行抱柱连接；

所述贝雷梁中间支顶碗扣排架位于主线桥其中一幅桥面上的中间位置；所述门洞碗扣排架位于主线桥另一幅桥面上；

所述钢管柱支撑共四排，分别位于主线桥每幅桥面的两侧，且每排钢管柱支撑中，相邻钢管柱支撑之间采用型钢焊接为一体；

所述贝雷梁包括顺桥向贝雷梁和横桥向贝雷梁；所述顺桥向贝雷梁固定连接于所述钢管柱支撑上方，顺桥向方向延伸至异形箱梁两端的墩柱；所述横桥向贝雷梁横跨于所述顺桥向贝雷梁、贝雷梁中间支顶碗扣排架和门洞碗扣排架的上方，横桥向方向延伸至异形箱梁两端的墩柱；

所述梁底支架位于横桥向贝雷梁的上方，异形箱梁梁底模板下方。

更优选地，所述梁底支架包括：

梁底碗扣排架或方木；

当横桥向贝雷梁距异形箱梁底梁底模板距离大于设定高度阈值时，设置所述梁底碗扣排架位于横桥向贝雷梁的上方，异形箱梁梁底模板下方，并采用满堂碗扣支架形式；

当横桥向贝雷梁距异形箱梁底梁底模板距离小于设定高度阈值时时，支垫所述方木于横桥向贝雷梁的上方，异形箱梁梁底模板下方。

更优选地，所述交接墩满堂碗扣排架与其基础之间放置木板。

更优选地，在贝雷梁中间支顶碗扣排架的底部与主线桥前面之间放置钢板；

和/或，

在门洞碗扣排架的底部与主线桥前面之间放置钢板。

更优选地，所述横桥向贝雷梁上布设观测点。

更优选地，所述的一种多层桥梁结构的排架装置还包括：

在与主线桥交接的匝道桥底部设置的满堂碗扣排架。

更优选地，在所述交接墩满堂碗扣排架、贝雷梁中间支顶碗扣排架和门洞碗扣排架中，立杆横向间距不小于横间距阈值，纵向间距不小于为纵间距阈值，步距不小于步距阈值；沿着高度方向，每间隔第一间隔阈值则设置一道水平剪刀撑。

本发明还提供一种多层桥梁的交叉施工方法，其包括：

步骤s101，架设主线桥箱梁，并基于主线桥箱梁进行主线桥桥面砼铺装；

步骤s102，位于异形箱梁的中心位置的墩柱施工；

步骤s103，对在主线桥桥底分别位于主线桥每幅两侧的所有钢管柱支撑基础施工及钢管柱支撑的拼装；同时对主线桥中间建筑物结构进行施工；

步骤s104，在钢管柱支撑上方架设顺桥向贝雷梁；然后在顺桥向贝雷梁上方架设横桥向贝雷梁；同时对主线桥中间建筑物结构进行施工；

步骤s105，满堂碗扣排架基础施工；基于该满堂碗扣排架基础，在交接墩处搭设交接墩满堂碗扣排架；在主线桥的一侧桥面上搭设贝雷梁中间支顶碗扣排架，另一侧桥面上搭设门洞碗扣排架；在横桥向贝雷梁上面搭设梁底支架；同时对主线桥中间建筑物结构进行施工；

步骤s106，异型箱梁施工，并在异型箱梁施工期间暂停对主线桥中间建筑物结构的施工。

更优选地，所述多层桥梁的交叉施工方法还包括：

在步骤s101之前的步骤s100，即在与主线桥交接的匝道桥底部设置满堂碗扣排架。

更优选地，所述多层桥梁的交叉施工方法还包括：

在贝雷梁架设完成后，在横桥向贝雷梁上布设观测点，并在所述观测点安放观测设备；

在步骤s106进行异型箱梁施工过程中，通过所述观测设备监测贝雷梁挠度下沉值，如发生挠度过大的异常情况，暂停后续的异形箱梁施工。

由上述本发明的技术方案可以看出，本发明具有如下技术效果：

在异形箱梁四个交接墩柱位置搭设交接墩满堂碗扣排架；在主线桥两幅相反方向的桥面上分别搭设贝雷梁中间支顶碗扣排架和门洞碗扣排架；在主线桥每幅桥面的两侧分别设立一排钢管柱支撑，并在钢管柱支撑上方固定连接顺桥向贝雷梁并顺桥向方向延伸至异形箱梁两端的墩柱，在顺桥向贝雷梁上方横跨横桥向贝雷梁并横桥向方向延伸至异形箱梁两端的墩柱；横桥向贝雷梁上方设置梁底支架与异形箱梁梁底模板相接，既避开了中间建筑物，又满足了整体排架的承载力和稳定性要求，从而保证了施工安全和施工进度；由于分别根据不同位置设置相应的排架，因此能够节约施工成本；同时由于主桥面上门洞碗扣排架的设置，又能够满足交通畅通要求。

附图说明

图1为本发明提供的一种多层桥梁结构的排架装置适用的多层桥梁结构示意图；

图2为本发明提供的一种多层桥梁结构的排架装置的立面图；

图3为本发明提供的一种多层桥梁结构的排架装置的平面图；

图4为本发明提供的一种多层桥梁结构的交叉施工方法的施工流程图；

附图中：

交接墩满堂碗扣排架1，贝雷梁中间支顶碗扣排架2，门洞碗扣排架3，钢管柱支撑4，贝雷梁5，梁底碗扣排架6，方木7；顺桥向贝雷梁5-1和横桥向贝雷梁5-2。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

实施例一：

本发明实施例一提供一种多层桥梁结构的排架装置，其适用于如图1所示的多层桥梁结构，该多层桥梁结构由上至下共四层结构：第一层为异形箱梁结构，大概呈十字形，将四个方向的来往车辆进行连通，结构形式为现浇预应力钢筋砼结构，异形箱梁结构的四个角下面均设置墩柱，编号分别为b1p10、b1p8、b2-1p6、b2-2p0，异形箱梁结构的中间位置设置b1p9墩柱；b1p8墩柱位于异形箱梁东侧，将东侧桥梁的车辆与异形箱梁连接；b1p10墩柱位于异形箱梁西侧，将西侧桥梁的车辆与异形箱梁连接；b2-1p6墩柱位于异形箱梁北侧，将北侧桥梁的车辆与异形箱梁连接；b2-2p0墩柱位于异形箱梁南侧，将南侧桥梁的车辆与异形箱梁连接。第二层为车站，位于异形箱梁下面，结构形式为钢筋砼框架结构；第三层为主线桥东幅和西幅，分别位于车站东西两侧，结构形式为预制预应力箱梁；第四层为与主线桥相接的s2匝道桥，位于车站北侧，从主线桥东幅和西幅出入并沿弧线从车站北侧绕过，且该匝道桥桥面位于主线桥下方，结构形式为现浇预应力钢筋砼结构。

实施例一的结构如图2和图3所示，包括如下部件：

交接墩满堂碗扣排架1，贝雷梁中间支顶碗扣排架2，门洞碗扣排架3，钢管柱支撑4，贝雷梁5，梁底碗扣排架6，方木7。其中贝雷梁5包括顺桥向贝雷梁5-1和横桥向贝雷梁5-2。

交接墩满堂碗扣排架1位于异形箱梁四个交接墩柱位置，由于异形箱梁位于这四个交接墩柱位置区域内上方的部分箱梁为实心，砼集中荷载较大，因此该交接墩柱位置区域采用交接墩满堂碗扣排架1结构，可以增加支撑反力和整体结构的稳定性，同时能减小贝雷梁段跨度，增大安全性。交接墩满堂碗扣排架1与相邻的墩柱之间采用型材(如钢管)进行抱柱连接，用于抱柱连接的型材竖向间距为不小于抱柱型材的竖向间距阈值(如4m)；交接墩满堂碗扣排架1中的立杆横向间距不小于横向间距阈值(如0.6m)，纵向间距不小于为纵向间距阈值(0.6m)，步距不小于步距间距阈值(如0.6m)；沿着高度方向，每间隔第一间隔阈值(2.4m)则设置一道水平剪刀撑。交接墩满堂碗扣排架1的外侧每间隔第二间隔阈值(如4.2m)设置一道竖向剪刀撑，剪刀撑的斜杆与地面夹角在45°～60°之间，四周从底至顶连续设置。为了均匀传递交接墩满堂碗扣排架1的受力到主线桥桥面上，在该交接墩满堂碗扣排架1与其基础之间放置木板。

贝雷梁中间支顶碗扣排架2位于主线桥东幅桥面上的中间位置。由于该主线桥东幅桥面上的中间位置处承重梁的挠度变形最大，所以在该中间位置采用贝雷梁中间支顶碗扣排架2对上部的异形箱梁进行支顶，可以减小主线桥东幅桥面上的中间位置处承重梁的挠度，使得主线桥东幅桥面上的中间位置处承重梁的挠度值在规定范围内，同时能够增大贝雷梁中间支顶碗扣排架2与主线桥桥面的接触面积，将上部传来的集中荷载转变为线性荷载，桥面不会被压坏。该贝雷梁中间支顶碗扣排架2中，立杆横向间距不小于横间距阈值(如0.6m)，纵向间距不小于为纵间距阈值(0.6m)，步距不小于步距阈值(如0.6m)；沿着高度方向，每间隔第一间隔阈值(2.4m)则设置一道水平剪刀撑。

为增大贝雷梁中间支顶碗扣排架2与主线桥东幅桥面之间的接触面积，在贝雷梁中间支顶碗扣排架2的底部放置钢板。

门洞碗扣排架3位于主线桥西幅桥面上。为满足施工过程中保持主桥道路通畅的要求，该门洞碗扣排架3的中间位置为门洞，门洞两侧分别为满堂碗扣排架。为防止在上部结构施工过程中坠落物体发生安全事故，门洞上方放置有防护板。为保证车辆能够顺利通过，门洞的宽度和高度不小于5m。门洞两侧的碗扣排架中，立杆横向间距不小于横间距阈值(如0.6m)，纵向间距不小于为纵间距阈值(0.6m)，步距不小于步距阈值(如0.6m)；沿着高度方向，每间隔第一间隔阈值(2.4m)则设置一道水平剪刀撑。为增大门洞碗扣排架3与主线桥西幅桥面之间的接触面积，在门洞碗扣排架3底部与主线桥西幅桥面之间放置钢板。

上述是以选定主线桥西幅为施工车辆运行路线，因此在主线桥西幅设置门洞碗扣排架3。当然，如果选定主线桥东幅为施工车辆运行路线，也可以在主线桥东幅设置门洞碗扣排架3。

钢管柱支撑4共四排，分别位于主线桥东幅两侧和主线桥西幅两侧，相邻钢管柱支撑4之间的平均间距不大于管均间距阈值(如2.0m)，相邻钢管柱支撑4之间的最大间距不大于最大管间距阈值(如2.2m)。

因部分钢管柱支撑位于车站范围之内，将这些部分的钢管柱支撑4摆放在车站框架梁以外，在施作车站楼板层时，这部分钢管柱支撑4所在位置的楼板砼暂不浇筑，待上部异形箱梁浇筑完成，分节段拆除钢管柱支撑4。楼板层钢筋按规范要求进行连接，再浇筑该位置楼板砼。为方便拆除钢管柱支撑4，车站范围内的钢管柱支撑4采用2m/节，车站范围外的钢管柱支撑4采用6m/节。

由于钢管柱支撑4为单排放置，且无法与墩柱进行抱柱连接，因此相邻钢管柱支撑4之间采用型材(如工字钢)焊接为一体，加强整体稳定性，同时在条形基础上钢管柱支撑4位置打多根高强度膨胀地脚螺栓，将膨胀地脚螺栓全部锚固连接，避免箱梁施工过程中产生失稳的事故。

贝雷梁5包括顺桥向贝雷梁5-1和横桥向贝雷梁5-2，均采用不加强型贝雷梁。顺桥向贝雷梁5-1位于钢管柱支撑4上方，向北延伸至异形箱梁北侧的b2-1p6墩柱，向南延伸至异形箱梁南侧的b2-2p0墩柱；为防止施工过程中发生失稳现象，该顺桥向贝雷梁5-1与钢管柱支撑4之间采用u型卡进行焊接牢固。横桥向贝雷梁5-2位于横跨于顺桥向贝雷梁5-1、贝雷梁中间支顶碗扣排架2和门洞碗扣排架3的上方，向西延伸至异形箱梁西侧的b1p10墩柱，向东延伸至异形箱梁东侧的b1p8墩柱。

横桥向贝雷梁5-2上布设观测点，在施工过程中随时监测贝雷梁挠度下沉值，如发生挠度过大的异常情况，应暂停异形箱梁的施工，并采取应急措施，保障施工工人的安全。

梁底碗扣排架6位于横桥向贝雷梁5-2的上方，异形箱梁梁底模板下方，采用满堂碗扣支架形式。

对于横桥向贝雷梁5-2距异形箱梁底梁底模板距离过小的区域，无法进行碗扣搭设，因此该区域采用的梁底支架不再是梁底碗扣排架6，而是支垫方木7。

s2匝道桥底部设置满堂碗扣排架。由于s2匝道桥比较矮，所以在其底部箱梁直接设置满堂碗扣排架。

实施例二：

对于主线桥中间位置存在建筑结构(如车站、展览馆、剧院等)，且建筑结构上方需要设置异形箱梁将四个方向的来往车辆进行连通的三层桥梁结构情况。其与实施例一所适用的情况相比，少了与主线桥交接的s2匝道桥。这种情况下，采用实施例二。该实施例二与实施例一的区别之处在于，该实施例二中不再包括设置在匝道底部的满堂碗扣排架，其余均与实施例一相同，这里不再详细描述。

实施例三：

对于主线桥中间位置存在中间建筑结构(如车站、展览馆、剧院等)，且建筑结构上方需要设置异形箱梁将四个方向的来往车辆进行连通的三层桥梁结构，本发明还提供一种多层桥梁结构的交叉施工方法，其施工流程如图4所示，包括如下步骤：

步骤s101，架设主线桥箱梁，并基于主线桥箱梁进行主线桥桥面砼铺装。

预制的主线桥箱梁运输到施工现场后，先进行架设；而后基于该主线桥箱梁进行主线桥桥面砼铺装。

步骤s102，位于异形箱梁的中心位置b1p9墩柱施工。

步骤s103，所有的钢管柱支撑4基础施工及钢管柱支撑4的拼装。

顺桥向方向，对在主线桥桥底分别位于主线桥东幅两侧以及西幅两侧所有的钢管柱支撑4基础施工及钢管柱支撑4的拼装；

钢管柱支撑4的基础为条形基础，采用c30钢筋砼结构，钢管柱支撑4与其基础之间采用多根高强度膨胀螺栓，将地脚螺栓全部锚固连接。

步骤s104，贝雷梁架设。

将顺桥向贝雷梁5-1装于钢管柱支撑4上方，将横桥向贝雷梁5-2横跨于顺桥向贝雷梁5-1上方。

贝雷梁架设完成后，在横桥向贝雷梁5-2上布设观测点并安放观测设备。

步骤s105，所有满堂碗扣排架基础施工以及满堂碗扣排架搭设。

满堂碗扣排架基础施工，并待基础混凝土凝固后进行满堂碗扣排架搭设：在交接墩处搭设交接墩满堂碗扣排架1；在主线桥东幅桥面上搭设贝雷梁中间支顶碗扣排架2，在主线桥西幅桥面上搭设门洞碗扣排架3；在横桥向贝雷梁5-2上面搭设梁底碗扣排架6或方木7。

步骤s106，异型箱梁施工。

在梁底支架上方施工异型箱梁。异形箱梁砼浇筑过程中，暂停下方车站的施工，待箱梁砼浇筑完成后，方可继续施工车站。在异型箱梁施工过程中通过安放在贝雷梁上的观测设备随时监测贝雷梁挠度下沉值，如发生挠度过大的异常情况，应暂停后续的异形箱梁施工，并采取应急措施，保障施工工人的安全。

步骤s107，满堂排架拆除→贝雷梁拆除→钢管柱支撑及基础拆除。

在步骤s103～s105，以及步骤s107期间同时进行施工车站结构施工。

如果步骤s107完成之后，车站结构还未完工，则继续对该车站结构进行施工。

实施例四：

对于如图1所示的四层桥梁结构本发明还提供另一种多层桥梁结构的交叉施工方法，该四层桥梁结构中，主线桥中间位置存在建筑结构(如车站、展览馆、剧院等)，且建筑结构上方需要设置异形箱梁将四个方向的来往车辆进行连通，主线桥底部有s2匝道。为此本发明实施例四提供的另一种多层桥梁结构的交叉施工方法，在上述实施例三的基础上，还包括：

在步骤s101之前的步骤s100，即在与主线桥交接的匝道桥底部设置满堂碗扣排架。由于s2匝道桥比较矮，所以在其底部箱梁直接设置满堂碗扣排架。

上述是以主线桥中间建筑物为车站为例进行说明的，但是本发明并不局限于此，中间建筑物还可以是展览馆等其它建筑物等。

由上述本发明的实施例可以看出，本发明采用在异形箱梁四个交接墩柱位置搭设交接墩满堂碗扣排架1；在主线桥两幅相反方向的桥面上分别搭设贝雷梁中间支顶碗扣排架2和门洞碗扣排架3；在主线桥每幅桥面的两侧分别设立一排钢管柱支撑4，并在钢管柱支撑4上方固定连接顺桥向贝雷梁5-1并顺桥向方向延伸至异形箱梁两端的墩柱，在顺桥向贝雷梁5-1上方横跨横桥向贝雷梁5-2并横桥向方向延伸至异形箱梁两端的墩柱；横桥向贝雷梁5-2上方设置梁底支架与异形箱梁梁底模板相接，既避开了中间建筑物，又满足了整体排架的承载力和稳定性要求，从而保证了施工安全和施工进度；由于分别根据不同位置设置相应的排架，因此能够节约施工成本；同时由于主桥面上门洞碗扣排架的设置，又能够满足交通畅通要求。

本发明通过能够与中间建筑物结构交叉施工的组合排架，保证整个多层桥梁结构的施工进度。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例并不限定本发明。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。